Analysis of Visual Representations Related to Electromagnetism in Primary and Secondary Science Textbooks

Analysis of Visual Representations Related to Electromagnetism in Primary and Secondary Science Textbooks

Kwanghee Jo

Department of Physics Education, Chosun University, Gwangju 501-759, Korea

Hunkoog Jho

Center of General Education, Dankook University, Cheonan 330-714, Korea

Hye-Gyoung Yoon ^∗

Science Education Department, Chuncheon National University of Education, Chuncheon 200-703, Korea (Received 5 February 2015 : revised 1 April 2015 : accepted 1 April 2015)

This study aimed to investigate the types of visual representations of electromagnetism in the textbooks and to compare the representations according to school levels and topics. We developed a two-dimensional frame of representations with two criteria, abstractness of the referent (macro- scopic, microscopic and symbolic) and its function (descriptive, explanatory and relational). Based on that, we investigated nine kinds of science textbooks for primary and secondary schools. The results showed that more representations and more categories of representations were revealed as the school level increased. On the whole, the largest portion was the macroscopic portion, but its proportion was decreased by as much as 10% points at the secondary level. The most frequent function was descriptive, and the portion of real objects decreased as the school level increased.

In addition, explanatory and relational functions appeared only at the secondary level. Further- more, analogical functions were seen only in middle-school textbooks while symbolic-explanatory and symbolic-correspondent functions were only seen in high-school textbooks. The implications of this research for education and the need for further research are discussed.

PACS numbers: 01.40.E-

Keywords: Visual representation, Elementary-school physics, Middle-school physics, High-school physics, Electromagnetism, Science textbook

€

¾ú n Þw Š Ê Ý] K ¡ w ‹Ê Ý" e8 ý  ¹ Å M  ‰ ˜ m Ì ¦ R; c < gS c Ü R S P c lX ì Ä ƒ »V ê s8 ý – ¥] k ù

‚ Ð ¢ 9r )

›

¸‚  @ /† < Ɠ § Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ õ , F  g Å Ò 501-759

‚ Ðg Y @V  œ

é

ß –² D G @ /† < Ɠ § “ §€ ª œl œ í“ §¹ ¢ ¤" é ¶, …  ;î ß – 330-714

*

× <A j# Ü  ^∗

ð 

r…  ;“ §¹ ¢ ¤ @ /† < Ɠ § õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ õ , ð  r…  ; 200-730

(2015¸   2 Z 4 5{ 9  ~ à Î6 £ §, 2015¸   4 Z 4 1{ 9  à º& ñ ‘ : r ~ à Î6 £ §, 2015¸   4 Z 4 1{ 9  > F  S X ‰& ñ )

This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

s

 ƒ  ½ ¨\ " f  H œ í·×  æ1 p x õ † < Æ “ §õ " f_  „   l  é ß –" é ¶ \ " f  6   x ÷ &  H ³ ð © œ Ä »+ þ A_  ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ > hµ 1 Ï “ ¦ r

y Œ •& h  ³ ð © œ_  ì  r Ÿ í\  ¦ › ¸  % i  . €  $  r y Œ •& h  ³ ð © œ_  Ä »+ þ A`  ¦ ³ ð © œ   H @ / © œ_  Æ Ò © œ$ í & ñ • ¸ ( r , p

r ,  © œf ç )ü < ³ ð © œ_  Å Òכ ¹ 3 l q& h  (l Õ ü t, [ O " î , › ' a > )\     2 " é ¶ Ü ¼– Ð ì  r À Ó % i  . Õ ª   Ê ê 0 A # 3 Å Ò



t  Ÿ í† < Ê # Œ 8 ú x 11 > h_  Ä »+ þ AÜ ¼– Ð s À Ò# Q”   ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ > hµ 1 Ï % i  . s \  ¦ s 6   x K  2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ

\

   É r œ í×  æ “ ¦ õ † < Æ “ §õ " f 97 á x`  ¦ ì  r$ 3  % i   H X <, † < Ɠ § / å L s  `  ¦  €  " f ³ ð © œ_  à º x 9  Ä »+ þ As  7 £ x 

% i  . „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð  r & h  ³ ð © œ_  q Ö  ¦ s   © œ Z  } € Œ ¤t ë ß – † < Ɠ § / å L s  `  ¦  ° ú ˜Ã º2 Ÿ ¤ 10% Ÿ í“  à Ô s  © œm ” 

× 

¦ # Q[ þ t% 3  . ³ ð © œ_  Å Òכ ¹ 3 l q& h \     ¶ ú ˜( R˜ Ѐ  , l Õ ü t& h  ³ ð © œs   © œ ´ ú §€ Œ ¤Ü ¼
 ×  æ1 p x Ü ¼– Ð `  ¦  €  " f z 

´Ó ü t Ä »+ þ A_  ‘  • ¸ ×  ¦ # Q× ¼  H  ⠆ ¾ Ó`  ¦ ˜ Ð% i  . [ O " î & h  ³ ð © œõ  › ' a > & h  ³ ð © œ“ É r ×  æ † < Ɠ §ü < “ ¦1 p x † < Ɠ §\ ë ß – 1

p

x  © œ % i  . : £ ¤ y  q Ä » Ä »+ þ A“ É r ×  æ † < Ɠ §\  “ §õ " f\ " fë ß –,  © œf ç -[ O " î & h  ³ ð © œõ  › ' a > & h  ³ ð © œ_   © œf ç @ /6 £ x Ä

»+ þ A“ É r “ ¦1 p x † < Ɠ § “ §õ " f\ " fë ß –  6   x ÷ &% 3  .

PACS numbers: 01.40.E-

Keywords: r y Œ •& h  ³ ð © œ, œ í1 p x † < Ɠ § Ó ü t o , ×  æ † < Ɠ § Ó ü t o , “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o , „   l , õ † < Æ “ §õ " f

I. " e  ] Ø

Ó ü

t o † < Æ\ " f  À ҍ  H # Œ Q 6   x # Q
 ‰ & ³ © œ[ þ t“ É r  ”  , Õ ªa Ë >, l

  ñ 1 p x  € ª œô  Ç + þ AI _  r y Œ •& h   « Ñ\  ¦ : Ÿ x K  ³ ð‰ & ³ ) a  . õ 

†

< Ɠ §¹ ¢ ¤ ì  r  \ " f• ¸ s  Qô  Ç r y Œ •& h  & ñ ˜ Ð\  @ /ô  Ç s K \  ¦ y

© œ› ¸   H, ³ ð © œ`  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð   H “ §¹ ¢ ¤ s  › ' a d ” _  @ / © œs 

÷

&“ ¦ e ”   [1–3]. Õ ª Q
 î³ ð © œïs    H 6   x # Q  € ª œô  Ç _  p

\  ¦ t    G  ™ D ¥6   x ÷ &“ ¦ e ” # Q, d ” 8 £ x& h “   † < ÆÕ ü t ž Џ : r x 9  “ § Ã

º-† < Æ_ þ vZ O  ] jr  1 p x`  ¦  7 H _ † < Ê\  e ” # Q  7 H ê ø Ís  ] jl ÷ &“ ¦ e ” 



.

³

ð © œ_  _ p \  @ /ô  Ç Y >  t  @ /³ ð& h “   ] X   H ~ ½ Ód ” `  ¦ ] j r

 €    6 £ § õ  ° ú   . €  $  ³ ð © œ_   „  & h  & ñ _ \  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ð

€

  ît y Œ • ¢ ¸  H l % 3 \    H   # Œ _ d ” ½ + É Ã º e ” >   ) a › ' a¥ Æ 

¢

¸  H d ”  © œï [4] <  ʓ É r î y Œ ™y Œ •& h Ü ¼– Ð ü @& h  @ / © œ`  ¦ _ d ”  © œ\ 

 ? /  H d ”  © œs  9  “ ¦\  _ ô  Ç  7 H o & h , Æ Òo & h  > h¥ Æ õ 



 H ½ ¨ì  r ÷ &  H  כ ï [5]`  ¦ _ p ô  Ç . s % ƒ! 3   „  & h  & ñ _ \ 

"

f  H ³ ð © œs  @ /> h, îd ”  © œï 7 £ ¤ î  6 £ §5 Å q _  % ò  © œïõ  Ä » ô  Ç _

p – Ð  6   x ) a  .

Õ

ª  X < õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ s 
 õ † < Æ ^ o =† < Æ ƒ  ½ ¨\ " f  H î ³ ð © œ (representation)ï s    H 6   x # Q  “ ¦ õ & ñ  ^ ‰, ¢ ¸  H  

“

¦ õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K 
 è ß – í ß –Ø  ¦Ó ü t`  ¦ > p w  
 € ª œ  — ¸¿ º\  ¦ t

g A   H _ p – Ð æ ¼“    [6]. ¢ ¸ ³ ð © œ“ É r r y Œ • o (visu- alization), — ¸4 S q (model), — ¸4 S qa A (modelling) 1 p x   É r 6   x

#

Qü < Ì º§  >  ½ ¨ì  r ÷ &t  · ú §“ ¦  6   x ÷ &“ ¦ e ”  . s \  Ta- lanquer  H î ³ ð © œ (representation)ïs    H 6   x # Q õ † < Ɠ §

¹

¢

¤ \ " f ¸ ú ˜ & ñ _   ) a  כ s   _ ” `  ¦ t & h  €  " f s  6   x # Q\  @ / ô

 Ç q ó ø Í& h  › ' a& h `  ¦ | t  l • ¸ % i   [7].

Peirce  H @ / © œ^ ‰, K $ 3 ^ ‰, ³ ð © œ^ ‰– Ð s À Ò# Q”    Œ ™y Œ •+ þ A _

 ½ ¨› ¸\  ¦ : Ÿ x K  _ p _  Ò q t$ í `  ¦ l   ñ† < Æ& h Ü ¼– Ð [ O " î “ ¦



 % i   [8]. Figure 1\  ] jr   ) a  Œ ™y Œ •+ þ A — ¸+ þ A\   H K 

∗

E-mail: [email protected]

Fig. 1. Peirce’s triadic model of meaning-making.

$

3 ^ ‰ (\ V\  ¦ [ þ t€   j Ë µ)ü < Õ ª כ \  @ /ô  Ç ³ ð © œ^ ‰ (j Ë µ\  @ /ô  Ç



o¶ ú ˜³ ð ³ ðr ), K $ 3 ^ ‰ü < ³ ð © œ^ ‰ ‚ à Л ¸ “ ¦ e ”   H @ / © œ^ ‰ (z  ´] j Ó ü t ^ ‰\  j Ë µs   Œ •6   x “ ¦ e ”   H ‰ & ³ © œ) Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ” 



. s \   Ø Ô€   „  l 
 Ó ü t| 9 _   © œI ü < ° ú  “ É r > h¥ Æ `  ¦ s  K

   H  כ “ É r ³ ð © œ_   6   x`  ¦ à ºì ø Í  9, > h¥ Æ _  s K ü < ³ ð



© œ_  s K   H 1 l x{ 9   “ ¦ ½ + É Ã º \ O  .

³

ð © œ_  _ p  ƒ  ½ ¨ ì  r     › ¸F Km ”   Ø Ô1 p w s , ³ ð © œ _

 Ä »+ þ A• ¸ ƒ  ½ ¨ \      € ª œ >  ½ ¨ì  r ÷ &# Q M ® o  . ² D G ? /

ƒ

 ½ ¨\ " f  H ³ ð © œ`  ¦ ß ¼>  ? /& h  ³ ð © œõ  ü @& h  ³ ð © œÜ ¼– Ð ½ ¨ ì

 r   H  ⠆ ¾ Ós  e ”   [9,10]. ? /& h  ³ ð © œ“ É r ü @ Җ Ð ³ ðØ  ¦ ÷ &

t

 · ú §“ É r > h“  _  & ñ ’   — ¸+ þ A`  ¦ _ p ô  Ç . ü @& h  ³ ð © œ“ É r 
 _

 ‰ & ³ © œs 
 > h¥ Æ  1 p x`  ¦ f ” ] X & h Ü ¼– Ð [ O " î   H / å J s 
 ´ ú ˜ 1

p

x _  ƒ  # Q& h  & ñ ˜ Ðü < Õ ªa Ë >, E m B js ‚  , — ¸+ þ A, z  ´+ « > õ & ñ , /

B Nd ” , Õ ªA á Ô 1 p x _  r y Œ •& h  & ñ ˜ Ж Ð
Ð ü t à º e ”  . ¢ ¸ ³ ð © œ _

 + þ Ad ” `  ¦ l ï  r Ü ¼– Ð ƒ  # Q& h  € ª œd ” , l   ñ& h  € ª œd ” , r y Œ •& h 

€

ª œd ” Ü ¼– Ð ½ ¨ì  r l • ¸ ô  Ç  [11]. ² D G ? / õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ ì  r  \ 

"

f 2000¸   ×  æ ì ø Í Ò'  s À Ò# Q”    ×  æ ³ ð © œ\  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨[ þ t

“ É

r  _   o† < Ɠ §¹ ¢ ¤ ì  r  _  ƒ  ½ ¨“  X < [9–11], ƒ  # Q& h  € ª œd ”  õ

 r y Œ •& h  € ª œd ” _  ³ ð © œ`  ¦ † < Êa   6   x  
 „  ¨ 8 Š   H õ 

&

ñ \ " f € 9 כ ¹ô  Ç, ´ òõ & h “    ×  æ ³ ð © œ_  “ §Ã ºZ O \  › ' a ô  Ç ƒ  

½

¨ Å Ò\  ¦ s À ғ ¦ e ”  .

Õ

ª  X < Gilbertü < Treagust  H 11¼ # _  @ /³ ð& h “    o† < Æ

“

§¹ ¢ ¤ ì  r   ƒ  ½ ¨\  ¦ ì  r$ 3  # Œ [ j t  à ºï  r _  ³ ð © œ ½ ¨ì  r

Fig. 2. (Color online) Research procedure of textbook analysis.

s

  Å Ò  Ö ¸6   xH † d`  ¦ ] jr  % i   [1]. Õ ªo “ ¦ y Œ •y Œ •  r 

&

h  (macro), p r & h  (submicro),  © œf ç & h  (symbolic)s  



 H 6   x # Q– Ð @ /³ ð | ¨ c à º e ”  “ ¦ Šҁ © œ % i  . [ j t  à ºï  r _

 ½ ¨ì  r“ É r Johnstone s  % ƒ6 £ § ] jl Ù þ ¡  H X <  r & h  à ºï  r“ É r

 â

+ « >  
 ^  ¦ à º e ”   H ‰ & ³ © œ, p r & h  à ºï  r“ É r ì  r  
 { 9 



 — ¸4 S q,  © œf ç & h  à ºï  r“ É r à º† < Æ& h  l   ñ
 › ' a >  1 p x`  ¦ Ÿ í† < Ê

% i   [13,14]. s Ê ê t è ß – 30# Œ ¸  ç ß –  r , p r ,  © œf ç _  [

j t – Ð  o† < Æ t d ” s  ³ ð © œ | ¨ c à º e ”    H Ò q ty Œ •s  V , o  ( 

&

’ “ ¦  o† < Ɠ §¹ ¢ ¤ ƒ  ½ ¨ \  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð s  [ j t  à ºï  r _  ³ ð



© œ ½ ¨ì  r`  ¦  Ö ¸6   x ô  Ç ƒ  ½ ¨ ´ ú §s  s À Ò# Q4 R M ® o  . Õ ªX O t ë ß – t

F K  t  Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ ì  r  \ " f  H ³ ð © œ\  @ /ô  Ç › ' a d ” s   © œ

@

/& h Ü ¼– Ð & h % 3  . † < Æ> \  ˜ Г ¦  ) a ƒ  ½ ¨[ þ t`  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ   Å Ò

–

Ð % i † < Æ_   Ä »Ó ü t ^ ‰• ¸ (free body diagram)\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨

 { 9 Â Ò ”  ' Ÿ  ) a & ñ • ¸s   [15]. õ † < Æ\ " f_  r y Œ •& h  ³ ð © œ

“ É

r † < ÆÒ q t_  † < Æ_ þ v \ " f_  s K ÷  r ë ß –  m  , s  : r`  ¦ & ñ “ § o

“ ¦ ì ø Í~ Ã Ì  
  Ž 7 £ x   H 1 p x  € ª œô  Ç 3 l q& h Ü ¼– Ð  Ö ¸6   x ) a



. : £ ¤ y , q r & h s “ ¦ Æ Ò © œ& h “   > h¥ Æ `  ¦ r y Œ •& h  ³ ð © œ`  ¦ :

Ÿ

x K  s K  >  ÷ &Ù ¼– Ð ³ ð © œ`  ¦ ¸ ú ˜ s K    H  כ s  B Ä º ×  æ כ

¹  . r y Œ •& h  ³ ð © œ“ É r Õ ª 3 l q& h s 
 l 0 p x \      € ª œ 

>

  Ö ¸6   x ÷ &  H X < s  Qô  Ç ³ ð © œ`  ¦ `  ¦  – Ð s K  t  3 l w €  

>

h¥ Æ  † < Æ_ þ v \ • ¸ # Q 9¹ ¡ §`  ¦ z } 9  à º e ”  . >   Ó ü t o \ " f _

 ³ ð © œ“ É r  o† < Æs 
 Ò q tÓ ü t † < Æ 1 p x _    É r õ † < Æ ì  r  ü <  H  

 É

r : £ ¤f ç s  e ” `  ¦ à º e ”   [16].   " f Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ % ò % i \ " f



6   x ÷ &  H ³ ð © œ_  Ä »+ þ A\  @ / # Œ l ” > r _  ] X   H õ    É r D h

–

Ðî  r ½ ¨ì  r s  € 9 כ ¹ “ ¦ [17,18] ¢ ¸ô  Ç Ä »6   x ½ + É Ã º e ” 6 £ §`  ¦ r 



ô  Ç .

Ó ü

t o † < Æ x 9  Ó ü t o  “ §¹ ¢ ¤ _  % ò % i  ×  æ \ " f  H : £ ¤ y  „   l † < Æ

“ É

r ¹ ¢ ¤ î ß –Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ͻ + É Ã º e ”   H ½ ¨^ ‰& h “   ‰ & ³ © œ\ " f Ò' , " é ¶




 ì  r   à ºï  r _  î  r1 l x x 9  à º† < Æ& h “   [ O " î  t  Ÿ í F ‹ c& h Ü ¼

–

Ð Ÿ í† < ʆ < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ Treagust ] jî ß –ô  Ç  r ·p r · © œf ç & h 

³

ð © œ`  ¦ — ¸¿ º Ÿ í† < Ê “ ¦ e ”  . \ V\  ¦ [ þ t€  , „  l   r– Ð\  Û ¼ 0

Au \  ¦ { Œ —`  ¦ M :\  Ô  ¦ s  & t   H ‰ & ³ © œ`  ¦ y Œ •y Œ •  r & h , p  r

& h ,  © œf ç & h  ³ ð © œÜ ¼– Ð ½ ¨ì  r ½ + É Ã º e ”  . Ô  ¦ s  & t   H  © œ

€

 “ É r  r & h  ³ ð © œ, Ô  ¦ s  & t l  0 AK  • ¸‚   ? /\ " f â ìØ Ô



 H  Ä »„   _  ¹ ¡ §f ” e ” “ É r p r & h  ³ ð © œ, „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦  o

¶ ú

˜³ ð– Ð ³ ð‰ & ³ €    © œf ç & h  ³ ð © œ\  K { © œô  Ç . „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ó Ü

¼– Ð „    s 1 l x ô  Ç “ ¦ ™ D ¥1 l x  
, „  l & h  ‰ & ³ © œ`  ¦ ˜ Ð

“

¦ Õ ª\    É r „   _  ¹ ¡ §f ” e ” `  ¦ `  ¦  – Ð ] jr  t  3 l w   H

 כ

“ É r — ¸¿ º " f– Ð   É r ³ ð © œ_  › ' a > \  ¦ s K  t  3 l w   H  כ Ü

¼– Ð ^  ¦ à º e ”   [17]. s    & h \ " f ³ ð © œ_   Ö ¸6   x õ  s K 



 H „   l  † < Æ_ þ v`  ¦ 0 AK  B Ä º ×  æ כ ¹ô  Ç Â Òì  r s  “ ¦  ’ x .

s

\  ‘ : r ƒ  ½ ¨  H  r & h , p r & h ,  © œf ç & h Ü ¼– Ð @ /³ ð÷ &  H

³

ð © œ ½ ¨ì  r`  ¦ l œ í– Ð # Œ œ í·×  æ· “ ¦ õ † < Æ “ §õ " f\ " f „  



l † < Æõ  › ' aº   ) a é ß –" é ¶ \ 
 
  H ³ ð © œ_  Ä »+ þ A`  ¦ # 3 Å Ò



o “ ¦ ³ ð © œ_  ì  r À Ó l ï  r`  ¦ à º& ñ # Œ ] jî ß – “ ¦  ô  Ç .

Õ

ªo “ ¦ s \    É r ³ ð © œ_  ì  r Ÿ í\  ¦ › ¸ ½ + É  כ s  . " f– Ð  

 É

r # 3 Å Ò_  ³ ð © œ`  ¦ ½ ¨ì  r “ ¦ Õ ª[ þ t  s _  › ' a > \  ¦ “ ¦¹ 1 Ï 

€

 " f, ³ ð © œ_  › ' a& h \ " f † < ÆÒ q t[ þ t s  † < Æ_ þ v \ " f     H # Q 9¹ ¡ §

`

 ¦  7 H _    H l ‘ : r d  ¦`  ¦  º   “ ¦  ô  Ç . ³ ð © œ“ É r # Œ Q  t

– Ð & ñ _  | ¨ c à º e ” t ë ß –, ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  H õ † < Æ “ §õ " f_  r  y

Œ

•& h  ³ ð © œs  ³ ð‰ & ³ ) a   õ Ó ü t s    H & h \  Å Ò3 l q % i  . “ § õ

" f\  ] jr   ) a ³ ð © œ“ É r Ó ü t o  “ §Ã º·† < Æ_ þ v`  ¦ 0 A # Œ õ † < Æ  x 9

 õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤  \  _ K  ] jî ß –  ) a @ /³ ð& h  ³ ð © œ[ þ t – Ð" f, s  Q ô

 Ç ³ ð © œ[ þ t`  ¦ : Ÿ x K  † < ÆÒ q t[ þ t s  Ó ü t o  > h¥ Æ `  ¦ _ þ v1 p q “ ¦, D h– Ð î

 r  s n # Q\  ¦ ½ ¨$ í l  M :ë  H s  . s ü < ° ú  “ É r Ð  o| à Ì`  ¦ ž Ð

@

/– Ð, ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f  Ò  ¦ ƒ  ½ ¨ ë  H ] j  H  6 £ § õ  ° ú   .

' Í

P :, õ † < Æ “ §õ " f_  „   l  é ß –" é ¶ \  ] jr   ) a r y Œ •& h  ³ ð



© œ`  ¦ # Qb  G>  Ä »+ þ A o½ + É Ã º e ”   H ?

Ñ ü

t P :, õ † < Æ “ §õ " f_  „   l  é ß –" é ¶ \  ] jr   ) a r y Œ •& h  ³ ð



© œ_  Ä »+ þ AZ >  ì  r Ÿ í  H # Q* ‹ô  Ç : £ ¤f ç `  ¦ t m   H ?

II. Ž ì ŏ Œ U ê s0 n É

1. Ä Z ØV Ä 6 V ê s

2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ & ñ \    É r œ í1 p x † < Ɠ §, ×  æ † < Ɠ §, “ ¦1 p x † < Æ

“

§ õ † < Æ “ §õ " f_  „   l  › ' aº   é ß –" é ¶ \  ] jr   ) a r y Œ •& h  ³ ð



© œ`  ¦ ì  r$ 3  % i  . œ í1 p x † < Ɠ § “ §õ " f 27 á x, ×  æ † < Ɠ § “ §õ " f 37 á x, “ ¦1 p x † < Ɠ § “ §õ " f  H Ó ü t o  Iõ  Ó ü t o  II\ " f y Œ • 27 á xm ”  8

ú x 97 á x`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð % i   [21–29]. œ í1 p x † < Ɠ §  H ² D G& ñ “ § õ

" f\  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð Ù þ ¡“ ¦, ×  æ † < Ɠ §  H “  & ñ “ §õ " f ×  æ \ " f @ /

³

ð& h “   37 á x`  ¦ ‚  & ñ Ù þ ¡Ü ¼ 9, “ ¦1 p x † < Ɠ §  H ‰ & ³F   6   x s  0 p x ô

 Ç “  & ñ “ §õ " f 47 á x`  ¦ — ¸¿ º “ ¦ 9 % i  .

{ 9

 & h Ü ¼– Ð “ §õ " f_  r y Œ •& h  ³ ð © œ ×  æ \ " f é ß –" é ¶ _  • ¸ { 9

 Ò, ¨ î  ë  H † ½ Ó,  Ò2 Ÿ ¤, { 9 l   « Ñ 1 p x`  ¦ ] jü @ % i “ ¦, ‘ : rë  H

\

 e ”   H s p t ë ß –`  ¦ Æ ÒØ  ¦ % i  . r y Œ •& h  ³ ð © œ_  ì  r$ 3  é ß – 0

A  H ‚  ' Ÿ  ƒ  ½ ¨ 1 p x`  ¦ “ ¦ 9 # Œ  6 £ § õ  ° ú  “ É r l ï  r Ü ¼– Ð & ñ

% i  . ' Í P :, s p t \  @ /ô  Ç ] j3 l q s 
     ñ · ¡ ­ # Q e ” 

Ü

¼€   
_  1 l qw n  ) a ì  r$ 3  é ß –0 A– Ð % i  . Ñ ü t P :, ] j3 l q s 

     ñ \ O  8 • ¸ ] jr   ) a s p t  ‘ : rë  H _  ? /6   x õ  f ”  ] X

& h Ü ¼– Ð › ' aº  s  ÷ &€   ì  r$ 3  @ / © œ\  Ÿ í† < Ê % i  . ! Ó P :, { 9  Â

Òì  r`  ¦ S X ‰ @ /  
 õ & ñ `  ¦ ƒ     t # Q ] jr ô  Ç s p t   H


– Ð ì  r$ 3  % i  .  Å P :, ] jr   ) a ³ ð © œ_  Ä »+ þ As  Ì º§  

>

 ½ ¨Z > ÷ &€   Z > > h_  ì  r$ 3  é ß –0 A– Ð ˜ Ѐ Œ ¤ .  t } Œ •Ü ¼– Ð é ß – í

 H y  é ß –" é ¶ ] j3 l q`  ¦
 ? / 
 “ §õ " f ½ ¨$ í `  ¦ 0 AK  • ¸{ 9  ô

 Ç s p t  1 p x“ É r ì  r$ 3 \ " f ] jü @ % i  .

2. Ä Z ØV Ä Ê ÝX N Ë

„

 ^ ‰& h “   ì  r$ 3  õ & ñ “ É r  6 £ § õ  ° ú   . €  $  ³ ð © œ x 9  “ §õ 

"

f ì  r$ 3 \  @ /ô  Ç ‚  ' Ÿ  ƒ  ½ ¨\  ¦ / B N1 l x Ü ¼– Ð  Ž ž Ð “ ¦ ³ ð © œ Ä » + þ

A_  ì  r À Ó l ï  r`  ¦ ] jî ß – % i  . s \  ¦ ž Ð@ /– Ð z  ´] j “ §õ " f 17 á x`  ¦ ì  r$ 3  “ ¦ s  Ä »+ þ A ì  r À Ó l ï  r \  @ /ô  Ç ë  H ] j& h `  ¦ „ Ã Ð Ò 

o # Œ à º& ñ x 9  ˜ Ð ¢ - a % i  . Õ ª   Ê ê  r  “ §õ " f\  ¦ ì  r$ 3 

  H ~ ½ Ód ” `  ¦ ì ø Í4 Ÿ ¤ # Œ ³ ð © œ Ä »+ þ A_  ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ > hµ 1 Ï % i 



. s X O >  þ j7 á x ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ • ¸Ø  ¦ “ ¦ s \     œ í·×  æ· “ ¦ õ

† < Æ “ §õ " f\  ¦ „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð ì  r$ 3  % i  .

s

 õ & ñ `  ¦ ½ ¨^ ‰& h Ü ¼– Ð ¶ ú ˜( R˜ Ѐ  , Ä º‚   ‚  ' Ÿ  ƒ  ½ ¨ ì  r$ 3 

`

 ¦ ž Ð@ /– Ð { 9   ì  r À Ó l ï  r`  ¦  º   % i  . s \  ¦ ž Ð@ /– Ð ×  æ

†

< Ɠ § õ † < Æ “ §õ " fü < “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o  “ §õ " f_  „   l  › ' a º

  ? /6   x { 9  Ò\  ¦ ƒ  ½ ¨  3“  s  1 l qw n & h Ü ¼– Ð ì  r$ 3  “ ¦, y Œ •



 ì  r$ 3 ô  Ç   õ \  @ /ô  Ç ž Ð_ \  ¦ ”  ' Ÿ    H + þ AI – Ð 2 Y V _

 \ Vq  ì  r$ 3  é ß –> \  ¦  ' ¬ I . ƒ  ½ ¨  3“  s  ô  Ç  © œ™ è\ " f

“

§õ " f\  ¦ í  H " f@ /– Ð ˜ Ѐ  " f / B N1 l x Ü ¼– Ð ì  r$ 3  “ ¦ a ž ?_    H

| 9

×  æ ì  r$ 3  é ß –> \  ¦ 4 Y V ”  ' Ÿ  % i  . s % ƒ! 3  8 ú x 6 Y V\ 

 

5 g ì  r$ 3 d  ¦ _  à º& ñ s   H ; Ÿ ¤ Ü ¼– Ð s À Ò# Q& ’  . s ü @\ • ¸ Ã

ºr – Ð “ : r- š ¸á Ô “    r_ \  ¦ ”  ' Ÿ  €  " f ì  r$ 3    õ \  @ /

# Œ ƒ  ½ ¨  3“  _  _ | s  { 9 u  | ¨ c M : t  ž Џ : r`  ¦ ”  ' Ÿ  

%

i  . s ü < ° ú  “ É r õ & ñ `  ¦  5 g r y Œ •& h  ³ ð © œ_  ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ þ j 7

á x& h Ü ¼– Ð S X ‰& ñ “ ¦ œ í·×  æ· “ ¦1 p x † < Ɠ § “ §õ " f_  „   l  % ò

% i

`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð   H ì  r$ 3 `  ¦  Á ºo  % i  . s  ƒ  ½ ¨\ " f



 H ³ ð © œ_  Ä »+ þ A\    É r ì  r Ÿ í\  ¦  € Œ • l  0 A # Œ  « Ñ\  ¦ Ã

º| 9  x 9  % ƒo  % i “ ¦, œ í1 p x õ  “ ¦1 p x † < Ɠ § “ §õ " f  H — ¸| 9 é ß –

`

 ¦ — ¸¿ º ì  r$ 3  % i l \  l Õ ü t : Ÿ x > \  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð   õ \  ¦ ] j r

 % i  . s \  ¦ 0 Aô  Ç „  í ß – á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›Ü ¼– Ѝ  H Microsoft   _

 Excel 2010`  ¦  6   x % i  .

III. Ž ì ŏ Œ + s ÇÊ Ý

1. S P c lX ì Ä ƒ »V ê s8 ý – ¥] k ù Ä Z ØV Ä ý u § 4 ®  o

› '

aº   ƒ  ½ ¨\  ¦ q ó ø Í& h Ü ¼– Ð  Ž ž Ð “ ¦ ƒ  ½ ¨  ç ß –_  ì ø Í4 Ÿ ¤

&

h “   ì  r À Ó  Œ •\ O `  ¦  5 g „   l  é ß –" é ¶ _  r y Œ •& h  ³ ð © œ_  Ä »

Fig. 3. (Color online) Examples of representations on frictional electricity. (a) Macroscopic, (b) Microscopic, and (c) Symbolic.

+ þ

A`  ¦ 2 " é ¶& h Ü ¼– Ð # 3 Å Ò o % i  . ß ¼>  ³ ð © œ   H @ / © œ_  Æ

Ò © œ$ í & ñ • ¸, ³ ð © œ_  3 l q& h  x 9  l 0 p x`  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð ½ ¨ì  r % i 



. €  $  ³ ð © œ “ ¦    H @ / © œ`  ¦ “ ¦ 9 # Œ  r , p r ,



© œf ç _  [ j à ºï  r Ü ¼– Ð ½ ¨Z >  % i  .  r & h  ³ ð © œ“ É r   É r • ¸

½

¨\  ¦ s 6   x t  · ú §“ ¦ f ” ] X & h Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ï  
 ~ 1 >  t y Œ •

½

+ É Ã º e ”   H Ì  o^ ‰\  ¦ ³ ð © œô  Ç  â Ä ºs  . p r & h  ³ ð © œ“ É r f ” ] X 

&

h “   › ' a ¹ 1 Ïs  Ô  ¦ 0 p x ô  Ç " é ¶  
 ì  r   à ºï  r _  Ì  o^ ‰ <  ʓ É r „  

 ì  r Ÿ í\  ¦ ³ ð © œ   H  כ s  .  © œf ç & h  ³ ð © œ“ É r j Ë µ, „  l  © œõ 

° ú

 s  Æ Ò © œ& h  õ † < Æ > h¥ Æ , r & h s t  · ú §“ É r Ó ü t o | ¾ Ó`  ¦ ³ ð © œ

  H  כ s  . s   H „  ^ ‰& h Ü ¼– Ð  o† < Ɠ §¹ ¢ ¤ \ " f ŠҖ Ð s 6   x

 )

a Gilbert ü < Treagust [1]_  › ' a& h õ  Ä »   .

\

V\  ¦ [ þ t # Q  ¹ 1 Ï „  l \  › ' a ô  Ç r y Œ •& h  ³ ð © œ_  [ j t  à º ï

 r“ É r  6 £ § õ  ° ú  s  ½ ¨Z > ½ + É Ã º e ”  . Figure 3(a)  H Qo c ±

`

 ¦ + ù A  Ü ¼– Ð ë  H| 9  Q 7 á x s \   s  €   7 á x s  · ¡ ­  H ‰ & ³



© œ`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H X <, s   H ¹ ¢ ¤ î ß –Ü ¼– Ð › ' a ¹ 1 Ïs  0 p x Ù ¼– Ð   r

& h  ³ ð © œs  . s  ‰ & ³ © œõ  › ' aº   # Œ “ §õ " f\ " f " é ¶  _ 

½

¨› ¸\  ¦ • ¸{ 9    H X < s   H f ” ] X & h “   › ' a ¹ 1 Ïs  Ô  ¦ 0 p x ô  Ç p  r

& h  ³ ð © œ\  K { © œ  ) a   (Fig. 3(b) ‚ à Г ¦). Figure 3(c)  H Æ

Ò © œ& h “   „  l § 4  > h¥ Æ `  ¦
 ? /  H  © œf ç & h  ³ ð © œ_  \ Vs 



.



 É r 
_  " é ¶“ É r ³ ð © œ_  Å Òכ ¹ 3 l q& h s 
 l 0 p x`  ¦ ×  æ d ”

Ü ¼– Ð ½ ¨ì  r ô  Ç  כ s  9 ß ¼>  l Õ ü t& h , [ O " î & h , › ' a > & h  ³ ð



© œÜ ¼– Ð
Ð ü t à º e ”  . # Œl \ " f l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r  Ó ü t s 


‰

&

³ © œ`  ¦ l Õ ü t # Œ  z  ´`  ¦ „  ² ú ˜ “ ¦    H 3 l q& h `  ¦ t   



.  r  ´ ú ˜K  îA  H B s  .ïü < ° ú  “ É r & ñ _  <  ʓ É r îA  H B, C, D 1 p x Ü ¼– Ð ½ ¨$ í  ) a  .ïü < ° ú  “ É r " fÕ ü t`  ¦
 ? /l  0 Aô  Ç  כ s 



. [ O " î & h  ³ ð © œ“ É r ‰ & ³ © œ_  " é ¶ “  s 
 ‰ & ³ © œs  { 9 # Q
  H B j

&

m 7 £ § 1 p x`  ¦ [ O " î  9  H _ • ¸\  ¦ t    . [ O " î & h  ³ ð © œ“ É r îA  H B, C, D 1 p x _  õ & ñ Ü ¼– Ð ”  ' Ÿ  ) a  .ï <  ʓ É r îA  H B \  _

ô  Ç   õ s  .ïü < ° ú  s  ] X  
 “  õ & h  [ O " î `  ¦ ] j/ B N ô  Ç .

Fig. 4. Categories and examples of visual representations for electromagnetism.



t } Œ •Ü ¼– Ð › ' a > & h  ³ ð © œ“ É r ¿ º   “  s 
 > h¥ Æ   s _  › ' a

>

\  ¦
 ? /l  0 Aô  Ç ³ ð © œs  . îAü < B  s \   H ( ì ø Í)q  Y

V › ' a >  e ”  .ï
 îAü < B_  כ ¹™ è[ þ t“ É r { 9 @ /{ 9 – Ð @ /6 £ x ô  Ç



.ï 1 p x Ü ¼– Ð
 è ­ q à º e ”   H X < Õ ªA á Ô
 q Ä » @ /³ ð& h  Ü

¼– Ð s \  K { © œô  Ç . q Ä »  H • 2 ;¸ n q ô  Ç  כ õ  • 2 ;¸ n q t  · ú §“ É r

 כ

_  5 Å q$ í `  ¦ @ /6 £ x r v “ ¦    H 3 l q& h `  ¦ t “ ¦ e ” l  M : ë

 H \  › ' a > & h  ³ ð © œÜ ¼– Ð ½ ¨ì  r ½ + É Ã º e ”  .

³

ð © œ_  @ / © œõ  3 l q& h `  ¦ y Œ •y Œ • Z > • ¸_  " é ¶ Ü ¼– Ð # Œ

œ

í·×  æ· “ ¦ õ † < Æ “ §õ " f_  „   l  % ò % i _  r y Œ •& h  ³ ð © œ`  ¦

#

3 Å Ò o   H ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ כ ¹€  • €   Fig. 4ü < ° ú  s 
 è ­ q à º e ”

 . ß ¼>  8> h # 3 ŠҖ Ð r y Œ •& h  ³ ð © œ`  ¦ ½ ¨ì  r % i Ü ¼ 9,  0

A # 3 Å Ò t  Ÿ í† < Ê # Œ 8 ú x 11 > h– Ð & ñ o  % i  . ½ ¨^ ‰& h “  

\

V  H 2 " é ¶ ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ [ O " î €  " f Ê êÕ ü t l – Ð  ’ x .

r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r  r  îz  ´Ó ü tï, î l   ñï, î½ ¨› ¸ï_  3

t

 0 A # 3 ŠҖ Ð [ jì  r ½ + É Ã º e ”  .  r & h “   @ / © œ\  @ /ô  Ç

&

ñ ˜ Ð\  ¦ „  ² ú ˜  9  H & h “ É r ° ú  t ë ß –  ”  s 
 { 9  QÛ ¼à Ô\  ¦ : Ÿ x K

 z  ´Ó ü t s 
  ƒ   ‰ & ³ © œ  ^ ‰\  ¦ Õ ª@ /– Ð ³ ð‰ & ³   H ³ ð © œs  e ”

“ ¦ (z  ´Ó ü t), „  l  r– Е ¸ü < ° ú  s  z  ´] j  r– Ð\  ¦ l   ñ o 

#

Œ
 ? /“ ¦    H ³ ð © œs  e ”   (l   ñ). ¢ ¸ Û ¼x & 
 µ 1 Ï

„

 l _  ½ ¨› ¸\  ¦ · ú ˜l  ~ 1 >  { 9  Òë ß – S X ‰ @ /  
 { 9 Â Ò\  ¦ Ò q t

| Ä

Ì “ ¦ ç ß –| Ä Ì > 
  · p ³ ð © œ• ¸ e ”   (½ ¨› ¸). \ V\  ¦ [ þ t # Q Fig. 5(a) ü < Fig. 5(b)  H — ¸¿ º f ” ] X & h Ü ¼– Ð t y Œ •½ + É Ã º e ”   H

r & h  à ºï  r _  „  l   r– Ð\  ¦ ³ ð © œ “ ¦ e ” t ë ß –, Fig. 5(a)  H z 

´] j ½ ¨$ í — ¸_ þ v`  ¦ Õ ª@ /– Ð ˜ Ð# Œ Šҍ  H ì ø ̀   Fig. 5b  H „   l

  r– Ð\  ¦ l   ñ o # Œ ³ ð © œô  Ç  כ s  . s  ¿ º t   H y Œ • y

Œ

• îz  ´Ó ü tï õ  îl   ñï– Ð ½ ¨ì  r ) a  . Figure 5(c)  H  s ß ¼_  z 

´] j — ¸_ þ v ˜ Ð   H ? / Ò\  Á º% Á s  # Qb  G>  C u ÷ &# Q e ”   H t

 Õ ª ½ ¨$ í כ ¹™ è\  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Òl  0 Aô  Ç  כ “  X < s  Qô  Ç  â Ä º\  ¦ î ½ ¨› ¸ï– Ð ½ ¨ì  r % i  .

Fig. 5. (Color online) Examples of Macro-descriptive representations. (a) Real thing, (b) Sign, and (c) Struc- ture.

Fig. 6. (Color online) Examples of Micro-descriptive and Symbolic-descriptive representations. (a) Micro- descriptive and (b) Symbolic-descriptive.

p

r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r è  H Ü ¼– Ð ~ 1 >  t y Œ •½ + É Ã º \ O   H à ºï  r _

 @ / © œ`  ¦ l Õ ü t l  0 Aô  Ç  כ s  9  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r Æ Ò



© œ& h  Ó ü t o  > h¥ Æ `  ¦ r  o # Œ & ñ _ 
 5 Å q$ í `  ¦ l Õ ü t “ ¦ e ”

  H  כ s  . Figure 6(a)  H „  l  Š © œF G  _  ½ ¨› ¸\  ¦ l Õ ü t 

“

¦ e ”   H p r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ_  \ Vs  . ì ø ̀  \  Fig. 6(b)  H Â

Ò  ñ ° ú   
   É r ¿ º & h „     s _  „  l § 4 ‚  `  ¦
 

?

/“ ¦ e ”  . „  l § 4 ‚  s  (+)\ " f
ü < (-)– Ð [ þ t # Q  H  כ ,

„

  | ¾ Ós  ° ú  “ É r  â Ä º 1 l x{ 9 ô  Ç Ã º_  „  l § 4 ‚  s 
š ¸  H  כ 1

p

x“ É r „  l § 4 ‚  s    H Æ Ò © œ& h  > h¥ Æ _  5 Å q$ í `  ¦ l Õ ü t l  0 A ô

 Ç  כ s Ù ¼– Ð  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œÜ ¼– Ð ^  ¦ à º e ”  .

"

é

¶ o 
 B j& m 7 £ §`  ¦ [ O " î   H [ O " î & h  ³ ð © œ“ É r  r    r

-[ O " î & h  ³ ð © œ, p r -[ O " î & h  ³ ð © œ,  © œf ç -[ O " î & h  ³ ð © œÜ ¼

–

Ð
* $”   .  r -[ O " î & h  ³ ð © œ“ É r Ó ü t o & h  > h¥ Æ `  ¦ : Ÿ x # Œ

› '

a ¹ 1 Ï 0 p x ô  Ç ‰ & ³ © œ_  " é ¶ o 
 ½ ¨› ¸\  ¦ [ O " î l  0 Aô  Ç ³ ð © œ s

 . Figure 7(a)  H „  1 l x l   r„     H " é ¶ o \  ¦ [ O " î  l

 0 AK  „  À Óü <  l  © œ, j Ë µ_  › ' a > \  ¦
  · p  r -[ O " î

Fig. 7. (Color online) Examples of Explanatory represen- tations. (a) Macro-explanatory, (b) Micro-explanatory, and (c) Symbolic-explanatory.

&

h  ³ ð © œs  . ì ø ̀   p r -[ O " î & h  ³ ð © œ“ É r # Q* ‹ô  Ç ‰ & ³ © œ\  @ / K

 è  H Ü ¼– Ð S X ‰ “   l  # Q 9î  r p r  à ºï  r _     o
 B j& m  7

£ §, \ V\  ¦ [ þ t # Q „    ì  r Ÿ í, " é ¶    $ 3  1 p x _     o\  ¦ [ O " î  l

 0 Aô  Ç  כ s  . Figure 7(b)ü < ° ú  s  @ /„  ^ ‰\  ¦ F K5 Å q \  



s  ½ + É M : F K5 Å q _  „    ì  r Ÿ í    o÷ &# Q & ñ „  l  Ä »• ¸

÷

&  H õ & ñ `  ¦ [ O " î l  0 Aô  Ç ³ ð © œs  s \  5 Å q ô  Ç .  © œf ç -[ O 

"

î & h  ³ ð © œ“ É r Æ Ò © œ& h  > h¥ Æ _  " é ¶ o \  ¦ [ O " î  9  H _ • ¸\  ¦ t

   . Figure 7(c)  H / B N ç ß – © œ_  ô  Ç & h \ " f · ú ˜  „  l  © œ

“ É

r ¿ º „   \  _ ô  Ç „  l  © œ_  7 ˜'  ½ + Ës    H  כ `  ¦ [ O " î 



 H  כ Ü ¼– Ð, „  l  © œs    H Æ Ò © œ& h  > h¥ Æ s  # Qb  G>  î 8K | 9  Ã

º e ”   H t ï\  ¦
 ? /“ ¦ e ”  .

› '

a > & h  ³ ð © œ“ É r q Ä »& h  ³ ð © œõ   © œf ç -› ' a > & h  ³ ð © œÜ ¼– Ð

½

¨ì  r % i  . q Ä »& h  ³ ð © œ“ É r • 2 ;¸ n q t  · ú §“ É r > h¥ Æ  (3 l q ³ ð Ó

ü t)`  ¦ • 2 ;¸ n q ô  Ç  כ (q Ä »Ó ü t) \  c ± @ /# Q [ O " î l  0 Aô  Ç ³ ð © œ Ü

¼– Ð q Ä »Ó ü t õ  3 l q ³ ðÓ ü t _  › ' a > \  ¦ ˜ Ð# Œï  r  . \ V\  ¦ [ þ t€   „  

· ú

š \  ¦ Ó ü t: Ÿ x \  e ”   H Ó ü t _  Z  } s  – Ð ³ ð‰ & ³ô  Ç Õ ªa Ë >s  s 

\

 K { © œô  Ç  (Fig. 8(a)). s  כ “ É r à º· ú š ü < „  · ú š`  ¦ ƒ  

› '

a t # Q Ò q ty Œ • • ¸2 Ÿ ¤   H  כ s  Å Òכ ¹ 3 l q& h s Ù ¼– Ð › ' a > & h 

³

ð © œs  “ ¦ ^  ¦ à º e ”  . Õ ª  X < @ /> h p r & h  ‰ & ³ © œ (3 l q ³ ð Ó

ü t)`  ¦ † < ÆÒ q t[ þ t \ >  • 2 ;¸ n q ô  Ç  r & h  q Ä »Ó ü t`  ¦ s 6   x K  [ O " î

  H õ & ñ \ " f q Ä »& h  ³ ð © œ`  ¦  Ö ¸6   x ô  Ç . s   H @ / Òì  r   r

-p r   s _  › ' a > \  ¦ Ÿ í F ‹ c Ù ¼– Ð Fig. 4_  — ¸d ” • ¸\ " f

•

¸  r 
 p r – Ð ½ ¨ì  r t  · ú §“ ¦ Ñ ü t  s \    5 gt • ¸2 Ÿ ¤

³

ð‰ & ³ % i  .



© œf ç -› ' a > & h  ³ ð © œ“ É r  r  îÕ ªA á Ôïü < î © œf ç @ /6 £ xï Ü ¼– Ð [

jì  r % i  . Õ ªA á ԍ  H ¿ º   “    s _  › ' a > \  ¦ à º† < Æ& h Ü ¼

–

Ð ³ ð‰ & ³ô  Ç  כ s  9,  © œf ç @ /6 £ x ³ ð © œ“ É r Æ Ò © œ& h  > h¥ Æ   s  _

 @ /6 £ x › ' a > \  ¦
 ? /l  0 Aô  Ç  כ s  . Õ ªA á ԍ  H @ / Òì  r Ã

º† < Æ& h  / B Nd ” õ  ƒ  > ÷ &# Q ] jr ÷ & 9 ¿ º > h <  ʓ É r Õ ª s  © œ_ 



 “    s _  › ' a > \  ¦ ˜ Ð# Œ ï  r  . Figure 8(b)  H “ §À Ó „  " é ¶ s

 ƒ    ÷ &% 3 `  ¦ M : $ † ½ Ó\  â ìØ Ô  H „  À Óü < „  · ú š ° ú כ`  ¦ à º† < Æ

&

h Ü ¼– Ð ˜ Ð# ŒÅ Òl  0 Aô  Ç Õ ªA á Ôs  . Figure 8(c)  H ×  æ§ 4  © œ

Fig. 8. (Color online) Examples of Relational represen- tations. (a) Analogy, (b) Graph, and (c) Symbolic cor- respondence.

õ

 „  l  © œ, ×  æ§ 4 õ  „  l § 4  1 p x Æ Ò © œ& h “   Ó ü t o & h  > h¥ Æ   

^

‰\  ¦ @ /6 £ x r v “ ¦ e ”   H X <, s ü < ° ú  “ É r ³ ð © œ“ É r  © œf ç @ /6 £ x ³ ð



© œÜ ¼– Ð ½ ¨ì  r % i  .

Õ

ª Q
 0 Aü < ° ú  “ É r r y Œ •& h  ³ ð © œ_  Ä »+ þ A ½ ¨ì  r“ É r l ” > r _ 

‚

 ' Ÿ  ƒ  ½ ¨\  ¦ : Ÿ x K  ] jr   ) a [ j t  à ºï  r`  ¦  „ ½ ÓÜ ¼– Ð ) ± ú š

&

h Ü ¼– Ð ½ ¨$ í  ) a  כ s  9, „   l  é ß –" é ¶ \  Ÿ í† < ʝ ) a ³ ð © œ`  ¦ ×  æ

&

h

& h Ü ¼– Ð ½ ¨ì  r “ ¦  ì  r$ 3 d  ¦`  ¦ > hµ 1 Ï % i l \  { 9 ì ø Í o 



 H X < ô  Ç>  e ”  . ¢ ¸ { 9 Â Ò r y Œ •& h  ³ ð © œ“ É r Fig. 4 \  ] j r

  ) a # 3 Å Ò ½ ¨ì  r \ " f Ñ ü t s  © œ_  # 3 Å Ò\  ×  æ4 Ÿ ¤& h Ü ¼– Ð 5 Å q ½ + É Ã

º e ”  . ¢ ¸ s  ì  r$ 3 d  ¦ – Ð ì  r$ 3  l \   H è ß –K ô  Ç, 4 Ÿ ¤ ½ + Ë& h “  

³

ð © œs  ” > r F ½ + É Ã º e ”  . Õ ª! 3 \ • ¸ Ô  ¦ ½ ¨ “ ¦ s  ì  r$ 3 d  ¦“ É r

“

§¹ ¢ ¤& h  8 £ ¤€  `  ¦ “ ¦ 9 # Œ, s „   ƒ  ½ ¨\ " f “ ¦ 9 t  · ú §€ Œ ¤

~

  ³ ð © œ_  3 l q& h õ  l 0 p x`  ¦ ×  æ כ ¹ô  Ç l ï  r Ü ¼– Ð Æ Ò % i  



 H & h , Ó ü t o  % ò % i `  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð # Œ l ” > r  o† < Ɠ §¹ ¢ ¤ ƒ  ½ ¨

 

õ ü <   É r + þ AI _  # 3 Å Ò ½ ¨ì  r`  ¦ • ¸Ø  ¦Ù þ ¡   H & h \ " f s 

Ê

ê õ † < Ɠ §¹ ¢ ¤ ƒ  ½ ¨, : £ ¤ y  Ó ü t o “ §¹ ¢ ¤ ƒ  ½ ¨\  Å Òכ ¹ô  Ç l œ í\  ¦ ]

j/ B N ½ + É Ã º e ” `  ¦  כ Ü ¼– Ð l @ /ô  Ç .

2. Ê Ý] K ¡ w ‹Ê Ý" e  ¹ Å M  ‰ ˜ m Ì ¦ R8 ý S P c lX ì Ä ƒ »V ê s8 ý – ¥ ] k

ù Ä Z ؃ º

„

  l  › ' aº   r y Œ •& h  ³ ð © œs  “ §õ " f\  # Qb  G>  ì  r Ÿ í 



 H t  ½ ¨^ ‰& h Ü ¼– Ð ¶ ú ˜( R˜ Ðl  0 AK  † < Ɠ § / å LZ > , > h¥ Æ Z > – Ð ³ ð



© œ Ä »+ þ A_  ‘  • ¸\  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ Œ ¤ . ì  r$ 3    õ   H œ í1 p x † < Ɠ §, ×  æ

†

< Ɠ §, “ ¦1 p x † < Ɠ § í  H Ü ¼– Ð ] jr  “ ¦  ô  Ç .

€

 $  œ í1 p x † < Ɠ § õ † < Æ “ §õ " f [21,22]_  ì  r$ 3    õ   H Ta- ble 1 õ  ° ú   . œ í1 p x † < Ɠ § õ † < Æ “ §õ " f_   â Ä º, 2009 > h& ñ “ §

¹

¢

¤ õ & ñ \    É r “ §õ " f  H ‰ & ³F   6   x ÷ &“ ¦ e ”   H 3 † < Ƹ   1† < Æ l

 î $ 3 _  s 6   xï é ß –" é ¶ õ  2015¸   Ò'   6   x| ¨ c 6 † < Ƹ   2† < Æ l

 î„  l _   Œ •6   xï é ß –" é ¶ s  ì  r$ 3 _  @ / © œs  . 6† < Ƹ   “ §õ " f



 H 2015¸   Ò'  „  ² D G& h Ü ¼– Ð  6   x| ¨ c \ V& ñ “  X <,  _  þ j7 á x

‘

: r s  “ ¦ ½ + É Ã º e ”   H z  ´+ « >‘ : r “ §õ " f\  ¦ ì  r$ 3  % i  . Ta- ble 1 \ " f
 
1 p w œ í1 p x † < Ɠ § “ §õ " f_   â Ä º  $ 3 \  › ' a ô

 Ç  € ª œô  Ç ‰ & ³ © œ`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ Ò 
 (3† < Ƹ  ) „  ½ ¨ü < „  t , „  ‚   _

 ƒ     — ¸_ þ v (6 † < Ƹ  )`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H 1 p x @ / Òì  r  r -l Õ ü t& h 

³

ð © œs % 3  . Õ ª ×  æ \ " f• ¸ 3† < Ƹ  “ É r — ¸¿ º, 6† < Ƹ  “ É r 4| `  ¦ ]

jü @ “ ¦  _  „   Ò z  ´] j — ¸_ þ v`  ¦ Õ ª@ /– Ð F ‰ & ³ “ ¦ e ” 



 H îz  ´Ó ü tï Ä »+ þ As % 3   (75| , 96.2%). s  ü @\  Û ¼x & ü <

„

 1 l x l _  ? /Â Ò ½ ¨› ¸\  ¦ ˜ Ð# Œ Šҍ  H 2| _  r y Œ •& h  ³ ð © œ“ É r

r -l Õ ü t ×  æ î ½ ¨› ¸ï Ä »+ þ A\  K { © œ % i “ ¦, „  À Ó_  ~ ½ ӆ ¾ Ós  (+)F G \ " f (-)F G ~ ½ ӆ ¾ Óe ” `  ¦  o¶ ú ˜³ ð– Ð [ O " î   H  © œf ç -l Õ ü t

&

h  ³ ð © œs  1| s % 3  .

7

£ ¤, œ í1 p x † < Ɠ § “ §õ " f\  ] jr   ) a ³ ð © œ“ É r — ¸¿ º l Õ ü t& h  ³ ð



© œ\  ] jô  Ç÷ &# Q e ” Ü ¼ 9, @ / Òì  r  ”  s 
 { 9  QÛ ¼à Ԗ Ð îz  ´ Ó

ü

tï`  ¦ ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H  r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ\  K { © œ % i  . : £ ¤ y  „  

^

‰_  96.2% „   l ü < › ' aº   ) a ‰ & ³ © œs 
 z  ´+ « >  © œ€  `  ¦ é ß – í

 H y  ˜ Ð# ŒÅ ҍ  H X < Õ ªu   H X <, s   H œ í1 p x † < Ɠ §_  „   l  › ' a º

  † < Æ_ þ v s  ŠҖ Ð ‰ & ³ © œ\  @ /ô  Ç › ' a ¹ 1 Ïs 
 é ß –í  H ô  Ç › ¸ Œ •  Ö ¸1 l x

`

 ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð s , Xf ” `  ¦ r  ô  Ç . ‚ à Г ¦– Ð 2009 > h& ñ “ §¹ ¢ ¤ õ

& ñ \ " f K { © œ é ß –" é ¶ _  „ à н ¨  Ö ¸1 l x“ É r î  $ 3 _  F G ¹ 1 Ôl ï, ‘ 

$

3 Ü ¼– Ð
g Ë >ì ø Í ë ß –[ þ t l ’, î„  ½ ¨ Ô  ¦ & l ï, î„  ‚   Šҁ  \  Z  ~

“

 
g Ë >ì ø Í — ¸_ þ v › ' a ¹ 1 Ï l ï, î„   $ 3  ë ß –[ þ t l ï 1 p x Ü ¼– Ð, › ' a

¹

1 Ïs 
 ë ß –[ þ t l  Å Ò\  ¦ s À ғ ¦ e ”   H  כ “ É r s  Qô  Ç  z  ´`  ¦ z

´

» ~ à Îg Ë > ô  Ç  [20]. œ í1 p x † < Ɠ § õ † < Ɠ É r  f ”  # Q 2 ; † < ÆÒ q t[ þ t`  ¦

@

/ © œÜ ¼– Ð l  M :ë  H \  ŠҖ Ð ‰ & ³ © œ_  › ' a ¹ 1 Ïõ  S X ‰ “  \  QÁ º

\

 ¦ à ºµ 1 Ú\  \ O    H Šҁ © œs  e ” `  ¦ à º e ” t ë ß – ì ø Í@ /– Ð é ß –í  H y 

‰

&

³ © œ`  ¦ S X ‰ “   “ ¦ › ¸ Œ • l \  Õ ªu   H  כ “ É r õ † < Æ † < Æ_ þ v Ü ¼

–

Ð" f  | à Ðf ”  t  · ú §   H Šҁ © œ• ¸ 0 p x  . œ í1 p x † < Ɠ § õ 

†

< Æ\ " f ‰ & ³F ˜ Ð  õ † < Æ& h  " é ¶ o \  @ /ô  Ç [ O " î s  7 á §  8 y © œ› ¸

 )

a  €   r y Œ •& h  ³ ð © œ_  Ä »+ þ A\ • ¸ ´ ú §“ É r    o e ” `  ¦  כ Ü ¼

–

Ð Ò q ty Œ •  ) a  .

×

 æ † < Ɠ § õ † < Æ “ §õ " f_  ì  r$ 3    õ   H Table 2, Table 3 õ 

° ú

  . ×  æ † < Ɠ § õ † < Æ “ §õ " f 37 á x [23–25] \  @ /ô  Ç ì  r$ 3    õ 

\

 ¦ > h¥ Æ Z > – Ð ] jr ô  Ç Table 3`  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ  , 8 ú x 10 > h_  Å Òכ ¹

>

h¥ Æ \  @ /K  354| _  ³ ð © œs  ] jr ÷ &% 3  . “ §õ " f 17 á x { © œ

¨ î

ç  H& h Ü ¼– Ð 118| _  ³ ð © œs   6   x ÷ &“ ¦ e ” # Q œ í1 p x † < Ɠ § “ § õ

" f\  q K  ³ ð © œ_  à º €  • 3C s “ ¦ Å Òכ ¹ > h¥ Æ _  à º• ¸ 7

£

x  % i  . : £ ¤ y  „  l \  -t , 6 Ÿ § _  Z O g Ë : ($ † ½ Ó)`  ¦  À Ò



 H ? /6   x \ " f ³ ð © œs   © œ@ /& h Ü ¼– Ð ´ ú §s   Ö ¸6   x ÷ &% 3  . ¢ ¸ & ñ

„

 l  Ä »• ¸  H 27 á x (  r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ, p r -[ O " î & h  ³ ð © œ) _

 Ä »+ þ Aë ß –Ü ¼– Ð ] jr ÷ &% 3 t ë ß –, 6 Ÿ § _  Z O g Ë :“ É r 77 á x À Ó_  ³ ð © œ Ä

»+ þ As   € ª œ >   6   x ÷ &  H : £ ¤f ç s 
 z Œ ¤ . & ñ „  l  Ä »

•

¸  H ŠҖ Ð  Ž „  l 
 7 á xe ± › ¸y Œ • 1 p x _  ½ ¨^ ‰& h   Ó ü t \ " f
 


  H    o\  ¦ „   _  s 1 l x \    É r & ñ „  l & h  “  § 4 Ü ¼– Ð ë ß

– [ O " î   H  כ õ   H ² ú ˜o , 6 Ÿ § _  Z O g Ë :“ É r „  À Ó, „  · ú š, $ † ½ Ó _

 > h¥ Æ `  ¦ y Œ •y Œ •  r & h , p r & h Ü ¼– Ð [ O " î “ ¦ s [ þ t ç ß –_ 

› '

a > \  ¦ l   ñü < Õ ªA á Ô\  ¦  Ö ¸6   x K  à º† < Æ& h Ü ¼– Ð ³ ð‰ & ³  9“ ¦

l  M :ë  H s  .

½

¨^ ‰& h Ü ¼– Ð ³ ð © œ Ä »+ þ AZ >  ì  r$ 3    õ \  ¦ ¶ ú ˜( R˜ Ѐ    r - l

Õ ü t& h  ³ ð © œ, Õ ª ×  æ \ " f• ¸ z  ´Ó ü t`  ¦  ”  s 
 Õ ªa Ë >Ü ¼– Ð ˜ Ð

#

ŒÅ ҍ  H Ä »+ þ As  „  ^ ‰_  64.7%– Ð  © œ ´ ú §€ Œ ¤“ ¦,  © œf ç -l Õ ü t

&

h  ³ ð © œ (7.1%)õ  p r -[ O " î & h  ³ ð © œ (7.1%)s  + '\  ¦ s % 3 



. & ñ „  l  Ä »• ¸\  ¦ ] jü @ô  Ç — ¸Ž  H > h¥ Æ \ " f  r -l Õ ü t& h  ³ ð



© œ, Õ ª ×  æ \ " f z  ´Ó ü t Ä »+ þ As   © œ ´ ú §€ Œ ¤ . @ / Òì  r  r -l  Õ

ü t& h  ³ ð © œs   à º\  ¦ t  l   H t ë ß – > h¥ Æ \     Å Ò

–

Ð  6   x ÷ &  H ³ ð © œ_  Ä »+ þ A“ É r › ¸F Km ”  ² ú ˜| à Û . \ V\  ¦ [ þ t€   & ñ

„

 l & h  ‰ & ³ © œ\  › ' a ô  Ç ? /6   x \ " f  H p r -[ O " î & h  ³ ð © œs ,   l

 © œ x 9   l § 4 \  › ' a ô  Ç ? /6   x \ " f  H  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œs 

| 9

×  æ& h Ü ¼– Ð  Ö ¸6   x ÷ &% 3  .  Ö  ¦  Q q Ä »& h  ³ ð © œ“ É r „  À Ó, „  

· ú

š, $ † ½ Ó_  › ' a > \  ¦  À ҍ  H % ò % i \ " f,  r -[ O " î & h  ³ ð © œ“ É r Ò q

t Ö ¸ Šҁ  \ " f „   l & h   © œ  ñ  Œ •6   x`  ¦ s 6   x ô  Ç • ¸½ ¨\  ¦ [ O 

"

î   H õ & ñ \ " f ŠҖ Ð  6   x ÷ &% 3  .  ë ß – \ Vü @& h Ü ¼– Ð & ñ

„

 l  Ä »• ¸\ " fë ß – p r -[ O " î & h  ³ ð © œ (14| )s   r -l Õ ü t

&

h  ³ ð © œ_  z  ´Ó ü t Ä »+ þ A (10| )˜ Ð  ´ ú §€ Œ ¤ . s ü < ° ú  “ É r ³ ð © œ _

 ‘  • ¸
 ì  r Ÿ í s   H > h¥ Æ \  @ /ô  Ç [ O " î ~ ½ Ód ” _  s \  ¦ ì

ø Í% ò ô  Ç . \ V\  ¦ [ þ t€  , & ñ „  l & h  ‰ & ³ © œ`  ¦ p r -[ O " î & h  ³ ð © œ

\

 | 9 ×  æ ô  Ç  כ “ É r & ñ „  l  ‰ & ³ © œ`  ¦ „     s \ 
 
  H „   l

§ 4 Ü ¼– Ð [ O " î l  M :ë  H s  9, 6 Ÿ § _  Z O g Ë :\ " f q Ä » ´ ú § s

  Ö ¸6   x ) a  כ “ É r 4 Ÿ ¤ ¸ ú š “ ¦ # Q 9î  r „   _  p r & h  â ì2 £ §[ þ t

`

 ¦ é ß –í  H  or & " f { 9  © œõ  › ' aº   ) a  â + « >& h  t d ” õ  ƒ  › ' a t 

#

Q s K  • ¸2 Ÿ ¤ l  0 AK " fs  . ¢ ¸ô  Ç  l  © œõ   l § 4 

\

 › ' a ô  Ç ? /6   x \ " f  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œs  ¿ º× ¼ Qt   H  כ “ É r î  l  © œïs    H Æ Ò © œ& h  > h¥ Æ _  5 Å q$ í `  ¦ y © œ› ¸ “ ¦ e ”   H  כ s

 .

Table 1. Distribution of representations on electromagnetism in the elementary school science textbook.

Grade Concepts

Types of representations Ma-De*

Mi-De Sy-De Ma-Ex Mi-Ex Sy-Ex An-Re Sy-Re

Total

Real Sign Stru Graph Sy-co

3rd Magnet 37 37 (47.4%)

6th Electric circuit 20 1 21 (26.9%)

Electromagnet 18 2 20 (25.6%)

Total 75 (96.2%) 2 (2.6%) 1 (1.3%) 78 (100.0%)

Avg. 37.5 (96.2%) 1 (2.6%) 0.5 (1.3%) 39 (100.0%)

* Ma-De: Macro-Descriptive, Mi-De: Micro-Descriptive, Sy-De: Symbolic-Descriptive, Ma-Ex: Macro-Explanatory, Mi-Ex: Micro-Explanatory, Sy-Ex: Symbolic-Explanatory, An-Re: Analogical, Sy-Re: Symbolic-Relational, Sy-Co: Symbolic-Correspondence

Table 2. Distribution of representations on electromagnetism in middle school science textbooks by concepts.

Concepts

Types of representations Ma-De*

Mi-De Sy-De Ma-Ex Mi-Ex Sy-Ex An-Re Sy-Re

Total

Real Sign Stru Graph Sy-co

Static

21 3 3 5 32

electricity (9.0%)

Electrostatic

10 14 24

induction (6.8%)

Electric

21 4 1 5 6 37

current (10.5%)

Voltage 16 2 6 2 26

(7.3%) Ohm’s law

28 7 2 2 1 8 6 54

(resistance) (15.3%)

Electric

51 4 55

energy (15.5%)

Magnetic field

9 4 13

of magnet (3.7%)

Magnetic field

33 11 44

by currents (12.4%)

Electromagnetic

16 3 3 6 28

force (7.9%)

Electromagnetic

24 1 3 13 41

induction (11.6%)

Total 229 13 4 5 25 21 25 0 20 12 0 354

(64.7%) (3.7%) (1.1%) (1.4%) (7.1%) (5.9%) (7.1%) (0.0%) (5.6%) (3.4%) (0.0%) (100.0%)

s

\  ¦ Ø  ¦ ó ø Í Z > – Ð  r  & ñ o ô  Ç   õ , [ j “ §õ " f\ " f — ¸

¿

º  r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ ×  æ z  ´Ó ü t \  K { © œ   H ³ ð © œ_  ‘  • ¸ (¨ î ç  H 64.7%)   © œ Z  } > 
 z Œ ¤  (Table 3 ‚ à Г ¦). q  Ö

 ¦ – Ð ˜ Ѐ   A  8 ú x 110  r ×  æ 76  r (69.1%)– Ð  © œ Z  } € Œ ¤

“

¦, B  115 r ×  æ 65  r (56.5%)– Ð  © œ ± ú € Œ ¤ . 2í  H 0 A  H

“

§õ " fZ > – Ð s  e ” % 3   H X < A   H  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œs  10  r (9.1%), B   H p r -[ O " î & h  ³ ð © œs  12 r (10.4%), C



  H  r -[ O " î & h  ³ ð © œs  10 r (7.8%)% i  .
 Qt  ³ ð © œ [ þ

t“ É r @ / Òì  r 5% p ë ß –s % 3  .  r  ´ ú ˜K , “ §õ " f\     y

© œ› ¸ “ ¦ e ”   H ³ ð © œ Ä »+ þ As   ™ è s  è ß –   H  כ `  ¦ · ú ˜ Ã

º e ”  . Õ ª Q
 ì  r$ 3 ô  Ç 37 á x _  ×  æ † < Ɠ § õ † < Æ “ §õ " f\ " f



 H 27 á x _  ³ ð © œ ( © œf ç -[ O " î & h  ³ ð © œ,  © œf ç -› ' a > & h  ³ ð © œ ×  æ

 ©

œf ç @ /6 £ x)“ É r ] jr ÷ &t  · ú §€ Œ ¤ . ×  æ † < Ɠ § “ §õ " f\ " f• ¸ z  ´ Ó

ü

t`  ¦ ×  æd ” Ü ¼– Ð ô  Ç  r & h  ³ ð © œs   © œ  H q Ö  ¦`  ¦ t  



 H  כ “ É r † < ÆÒ q t[ þ t _  < É ª p \  ¦ s = å J  
, õ † < Æ > h¥ Æ `  ¦ z  ´] j ‰ & ³



© œs 
 { 9  © œÒ q t Ö ¸ _  \ V\  ¦ : Ÿ x K  [ O " î l  0 Aô  Ç ” ¸§ 4 _    

Table 3. Distribution of representations of three middle school science textbooks.

Publisher

Types of representations Ma-De*

Mi-De Sy-De Ma-Ex Mi-Ex Sy-Ex An-Re Sy-Re

Total

Real Sign Stru grap Sy-co

Publisher 76 2 2 1 10 3 5 4 7 110

A (69.1%) (1.8%) (1.8%) (0.9%) (9.1%) (2.7%) (4.5%) (3.6%) (6.4%) (100.0%)

Publisher 65 5 3 10 8 12 8 4 115

B (56.5%) (4.3%) (2.6%) (8.7%) (7.0%) (10.4%) (7.0%) (3.5%) (100.0%)

Publisher 88 6 2 1 5 10 8 8 1 129

C (68.2%) (4.7%) (1.6%) (0.8%) (3.9%) (7.8%) (6.2%) (6.2%) (0.8%) (100.0%)

Avg. 76.3 4.3 1.3 1.7 8.3 7.0 8.3 0.0 6.7 4.0 0.0 118.0

(64.7%) (3.7%) (1.1%) (1.4%) (7.1%) (5.9%) (7.1%) (0.0%) (5.6%) (3.4%) (0.0%) (100.0%)

õ

{ 9  à º e ”  .

כ

¹† @ / ×  æ † < Ɠ §\ " f• ¸ œ í1 p x † < Ɠ §ü <  ð ø Ít – Ð  r -l  Õ

ü t& h  ³ ð © œ (: £ ¤ y  îz  ´Ó ü tï Ä »+ þ A)s   © œ  H q Ö  ¦`  ¦ t  

“

¦ e ” Ü ¼
, œ í1 p x † < Ɠ §\ " f
 
t  · ú §€ Œ ¤~   [ O " î & h  ³ ð © œ õ

 q Ä » ] jr ÷ &“ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . \ V\  ¦ [ þ t€  , & ñ „   l

 Ä »• ¸ õ & ñ \ " f  H F K5 Å q } Œ •@ / ? / Ò_  „    s 1 l x`  ¦ ˜ Ð

#

ŒÅ Ò 
,  ° ú ˜s  G 0 >”    s á Ô\  Ó ü t s  t 
  H — ¸_ þ v

\

 q $ † ½ Ó`  ¦ q Ä » # Œ ] jr ô  Ç .   " f ×  æ † < Ɠ §\ " f   À

ҍ  H „   l  › ' aº   ³ ð © œ`  ¦ † < Æ_ þ v   s K   9€  , " é ¶  _ 

½

¨› ¸ x 9  F K5 Å q   ½ + Ë\    É r  Ä »„   _  : £ ¤$ í , q Ä »\  ¦ s  6

x ô  Ç † < Æ_ þ vZ O õ  ô  Ç>  1 p x`  ¦ “  t  “ ¦ e ” # Q  ô  Ç . ¢ ¸ œ í 1

p

x † < Ɠ §\ " f  H é ß –í  H y  ‰ & ³ © œ`  ¦ › ' a ¹ 1 Ï  
 › ¸ Œ •   H  Ö ¸1 l x s

 Å Ò% i t ë ß –, ×  æ † < Ɠ §\ " f  H  € ª œô  Ç „   l  ‰ & ³ © œ[ þ t`  ¦ › ' a

¹

1 Ï “ ¦ s  כ \  @ /ô  Ç [ O " î `  ¦ r • ¸ “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

Table 4 \   H y Œ • 27 á x _  Ó ü t o I, Ó ü t o II “ §õ " f [26–29]\  ¦ ì

 r$ 3  “ ¦ Å Òכ ¹ > h¥ Æ Z > – Ð   õ \  ¦ ] jr  % i  . “ ¦1 p x † < Ɠ §\ 

"

f  H “ §õ " f\  ] jr   ) a Å Òכ ¹ > h¥ Æ _  à º 7 £ x  % i “ ¦ l  Õ

ü t& h  ³ ð © œ, : £ ¤ y  z  ´Ó ü t Ä »+ þ As  t    H q ×  æ s  „  ì ø Í& h Ü ¼

–

Ð ×  ¦ # QŽ  H ì ø ̀  \  [ O " î & h , › ' a > & h  ³ ð © œs  Z þ t # Qz Œ ¤ . ½ ¨^ ‰

&

h Ü ¼– Ð ¶ ú ˜( R˜ Ѐ  , “ ¦1 p x † < Ɠ § Ó ü t o  “ §õ " f\ " f ì  r$ 3 ô  Ç Å Ò כ

¹ > h¥ Æ “ É r 19 > h– Ð œ í1 p x † < Ɠ § (2> h), ×  æ † < Ɠ § (10> h)\  q K 

8 ´ ú §€ Œ ¤“ ¦ ì  r Ÿ í• ¸  € ª œ % i  . Ä »„  ^ ‰, Š © œF G  ,  $ í ^ ‰, RLC  r– Ð 1 p x  € ª œô  Ç > h¥ Æ [ þ t s  ] jr ÷ &% 3   H X <, 8 ú x 611| 

×

 æ : £ ¤ y  » ¡ ¤„  l ü <  ï{ 9  (75| ), „   l   (70| ), – ÐE $ ™Þ Ô j Ë

µ (54| ), „  À Ó\  _ ô  Ç  l  © œ (54| ), „  l  © œ (50| ), RLC  r– Ð (50| ) 1 p x \ " f ³ ð © œs  ´ ú §s   6   x ÷ &% 3  .  6   x

 )

a ³ ð © œ_  Ä »+ þ Aë ß –`  ¦ ˜ Ѐ   / B N" î > h¥ Æ \ " f  H 27 á x s  æ ¼% i t  ë

ß –, „  À Ó\  _ ô  Ç  l  © œ\ " f  H 8 ú x 87 á x s  æ ¼s   H 1 p x > h¥ Æ 



  s  e ” % 3  .

„

 ^ ‰& h Ü ¼– Ѝ  H  r -l Õ ü t& h  ³ ð © œ_  q Ö  ¦ s   © œ Z  }“ É r X

<, s   H › ' aº   ) a ‰ & ³ © œs 
 z  ´Ò q t Ö ¸  © œ S ! , z  ´+ « >  © œ€   1 p x`  ¦

™

è> h   H ³ ð © œ[ þ t s  # Œ„  y   à ºe ” `  ¦ _ p ô  Ç . Õ ª Q
 { 9

Â Ò > h¥ Æ [ þ t \ " f  H îz  ´Ó ü tï Ä »+ þ A˜ Ð   © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œs 

8 ´ ú §s   6   x ÷ & 
, [ O " î & h  l 0 p x s  ×  æ r ÷ &% 3  . \ V\  ¦ [ þ t

€

 , „  l § 4 õ  „  l  © œ“ É r îz  ´Ó ü tï \  K { © œ   H ³ ð © œs  13| “   X

< ì ø ÍK ,  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r 30| Ü ¼– Ð 2C  s  © œ ´ ú §€ Œ ¤ .

„

 À Ó\  _ ô  Ç  l  © œ`  ¦
 ? /  H  â Ä º, îz  ´Ó ü tï ³ ð © œõ   © œ f ç

-l Õ ü t& h  ³ ð © œs  y Œ •y Œ • 22| , 21| Ü ¼– Ð @ /1 p x > 
 


“

¦ e ” Ü ¼ 9, – ÐE $ ™Þ Ô j Ë µ % i r  îz  ´Ó ü tï ³ ð © œs  19| s “ ¦  © œf ç - l

Õ ü t& h  ³ ð © œs  10| , î[ O " î & h ï\  K { © œ   H ³ ð © œ ( r , p  r

,  © œf ç )s  8 ú x 18| Ü ¼– Ð  © œf ç \  l ì ø Í ô  Ç l Õ ü t s 
 [ O " î

`

 ¦ 0 AK  ´ ú §“ É r ³ ð © œs   6   x ÷ &“ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .

s

ü < ° ú  s  > h¥ Æ \     ³ ð © œ_  Ä »+ þ Aõ  ì  r Ÿ í   É r  כ

%

i r  > h¥ Æ \  @ /ô  Ç [ O " î ~ ½ Ód ” , y © œ› ¸& h s   Ø Ô   H  כ `  ¦ r 



ô  Ç . ì ø Í× ¼r  Õ ªX O t   H · ú § “ ¦  8 • ¸ ³ ð © œ_  à º

´ ú

§“ É r > h¥ Æ s   © œ@ /& h Ü ¼– Ð  8 y © œ› ¸÷ &“ ¦ e ”   H  כ s  9 l Õ ü t

&

h  ³ ð © œ\  q K  [ O " î & h  ³ ð © œs  ´ ú §“ É r > h¥ Æ ,  € ª œô  Ç Ä »+ þ A_ 

³

ð © œs  † < Êa  ] jr ÷ &“ ¦ e ”   H > h¥ Æ s  † < Æ_ þ v \   8 ´ ú §“ É r r ç ß –

`

 ¦ כ ¹   H # Q 9î  r > h¥ Æ { 9  à º e ”  .

õ

3 l qZ > – Ð ˜ Ѐ   Ó ü t o  I“ É r ¨ î ç  H 174| , Ó ü t o  II  H ¨ î ç

 H 131.5| Ü ¼– Ð œ í1 p x † < Ɠ § (¨ î ç  H 39| )
 ×  æ † < Ɠ § (¨ î ç  H 118| )\  q K   8 ´ ú §“ É r ³ ð © œ[ þ t s  ] jr  H † d`  ¦ · ú ˜ à º e ”   (Table 5). “ ¦1 p x † < Ɠ §_   â Ä º, œ í1 p x † < Ɠ §ü < ×  æ † < Ɠ §\  q K 

³

ð © œ_  à º  ^ ‰ ß ¼>  7 £ x ô  Ç  כ s  . Õ ª Q
 Ó ü t o  I\  q

K  Ó ü t o  II\ " f_  ³ ð © œs   ™ è y Œ ™™ èô  Ç  כ “ É r Ó ü t o  II\ 

"

f  H / B Nd ” `  ¦  Ö ¸6   x ô  Ç Ã º† < Æ& h  Û  ¦ s \  7 á §  8 œ í& h s  ´ ú 2 X4 R e ”

l  M :ë  H Ü ¼– Ð ˜ Г   . 7 £ ¤ @ / Òì  r _  > h¥ Æ [ þ t s  à º† < Æ& h  › ' a

>

– Ð [ O " î ÷ &€  " f z  ´Ó ü t s 
 ½ ¨› ¸\  ¦ ] jr    H ³ ð © œs   

™

è y Œ ™™ èô  Ç  כ Ü ¼– Ð K $ 3  ) a  . Õ ªo “ ¦ œ í1 p x † < Ɠ §
 ×  æ † < Ɠ §

\

" f ] jr ÷ &t  · ú §€ Œ ¤~   27 á x _  ³ ð © œ ( © œf ç -[ O " î & h  ³ ð © œ,  © œ f ç

-› ' a > & h  ³ ð © œ ×  æ  © œf ç @ /6 £ x) s  “ ¦1 p x † < Ɠ §\ " f 1 p x  © œô  Ç 



 H & h • ¸ Å Ò3 l q ½ + É ë ß –  . Ø  ¦ ó ø Í Z > – Ð › ¸F Km ”  s   H e ” t  ë

ß – # Œl " f  H ŠҖ Ð õ 3 l q : £ ¤$ í \  ´ ú 2 X ì  r$ 3    õ \  ¦ l Õ ü t 

“

¦  ô  Ç .

Table 4. Distribution of representations on electromagnetism in high school physics I & II textbooks by concepts.

Concepts

Types of representations

Total Ma-De*

Mi-De Sy-De Ma-Ex Mi-Ex Sy-Ex An-Re Sy-Re

Real Sign Stru Graph Sy-co

Electric force

13 2 30 4 1 50

& field (8.2%)

Dielectric 2 4 1 7

(1.1%) Electric

2 2 1 5 10

potential (1.6%)

Electric energy

21 2 6 29

& power (4.7%)

Magnetic force

7 3 10

& field (1.6%)

Magnetism 14 3 1 6 1 25

(4.1%) Electric

1 2 1 1 5

dipole (0.8%)

Magnetic

2 2 3 2 9

dipole (1.5%)

magnetic field

22 2 2 21 2 1 3 1 54

by currents (8.8%)

Electrostatic

19 1 1 11 32

induction (5.2%)

Electromagnetic

16 7 1 4 5 1 34

induction (5.6%)

Generator 5 7 7 19

(3.1%) Mutual induction

20 1 6 2 4 1 2 36

& self-induction (5.9%)

Lorentz force 19 7 10 6 7 5 54

(8.8%) Electromagnetic

45 1 8 4 1 11 70

wave (11.5%)

Capacitor

30 9 7 2 17 5 5 75

& Coil (12.3%)

RLC circuit 3 23 4 3 1 12 4 50

(8.2%) Electrical

11 2 13

resonance (2.1%)

Information

17 4 2 2 4 29

technology (4.7%)

Total 269 36 51 15 73 36 48 29 5 38 11 611

(44.0%) (5.9%) (8.3%) (2.5%) (11.9%) (5.9%) (7.9%) (4.7%) (0.8%) (6.2%) (1.8%) (100%)

½

¨^ ‰& h Ü ¼– Ð ¶ ú ˜( R˜ Ѐ   œ í1 p x † < Ɠ §
 ×  æ † < Ɠ §\  q K    r

-l Õ ü t& h  ³ ð © œ“ É r ×  æ îz  ´Ó ü tï Ä »+ þ A_  q ×  æ s  y Œ ™™ è “ ¦ îl   

ñï, î½ ¨› ¸ï\  ¦  À ҍ  H ³ ð © œ[ þ t s  Z þ t # Qz Œ ¤ . ¢ ¸  © œf ç -l Õ ü t& h 

³

ð © œ_  q Ö  ¦ s  Ó ü t o  I, II\ " f y Œ •y Œ • ¨ î ç  H 8.0%, 17.1% – Ð

 
 „  ^ ‰ 2í  H 0 A\  K { © œ % i  . : £ ¤ y  Ó ü t o  I\  q K  Ó ü t o

 II\ " f  © œf ç -l Õ ü t& h  ³ ð © œs  ß ¼>  Z þ t # Qz Œ ¤6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” 



. “ ¦1 p x † < Ɠ §\ " f  H ×  æ † < Ɠ §\ " f  , Xt t  · ú §~   – ÐE $ ™Þ Ô j Ë

µ,  l ‚  5 Å q 1 p x s   © œf ç & h  ³ ð © œ_  + þ AI – Ð l Õ ü t ÷ &“ ¦, „  

\

  H
g Ë >ì ø Ís 
 ^ o =À Ò C \ P `  ¦ s 6   x K  f ” › ' a& h Ü ¼– Ð ] j r

÷ &~    l  © œs   l § 4 ‚  s 
 7 ˜' _  + þ AI – Ð l Õ ü t ÷ &€